文档介绍：The Effect of Mg Addition on Hot-Dipped
Zn-Al Alloy Coatings
Candidate Chen Tong
Supervisor Prof. Xuping Su
College School of Mechanical Engineering
Program Material Science and Engineering
Specialization Material Surface Modification
Degree Master of Engineering
University Xiangtan University
Date 2012-5
湘潭大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所
取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任
何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡
献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的
法律后果由本人承担。
作者签名: 日期: 年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意
学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文
被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编
入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇
编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
湘潭大学硕士学位论文摘要
摘要
热浸镀锌铝镁合金镀层是目前工业制造中出现的一种很有市场前景的新型
环保镀层,锌铝镁合金镀层具有优良的耐蚀性能,能适应许多腐蚀严重的地区和
环境。近年来,国内外对于锌铝镁合金镀层开展了一定的研究工作,主要集中在
了耐蚀性方面,并未对镀层本身做进一步的调查研究,目前,几乎没有关于
Zn-Al-Mg 镀层合金层的描述在公开文献中。而本文中将借助扫描电子显微镜
(SEM)、能谱分析仪(EDS)、 X 射线衍射分析仪(XRD)、中性盐雾箱、电化
学工作站等设备仪器,对热浸镀锌铝镁合金镀层的镀层合金层、镀层凝固组织的
形貌成分以及生长规律进行了研究分析,并与其他合金镀层进行了对比,研究这
些合金镀层的耐蚀性及原因。
通过选用不同的助镀剂及助镀参数确定了不同合金成分镀层的热浸镀工艺,
实验表明:Al 和 Mg 加入到纯锌锌池中后,可以增加锌池中的熔体的流动性和
光泽度,Zn-6%Al-3%Mg 合金镀层平滑光亮,无表面质量缺陷。但 Mg 的加入量
过高后,会使镀层的表面质量很难控制,甚至出现漏镀等现象。本实验中选用成
分为 ZnCl2:107g/L、NH4Cl:100g/L、SnCl2:80g/L 的助镀剂对于锌铝镁合金
镀层的助镀效果最好。最佳助镀温度为 70℃,最佳助镀时间为 120s。
通过研究发现,在 Zn-6%Al 和 Zn-6%Al-3%Mg 合金镀层中合金界面层组成
主要是 Fe-Al-Zn 化合物,Fe-Al-Zn 合金界面层阻碍了脆性 Fe-Zn 层的形成。Mg
加入 Zn-6%Al 锌池中后促进了界面反应,缩短了合金层出现所需时间,并使合
金层的生长更加致密均匀,稳定合金层使其不被液相侵蚀破碎。根据扩散通道理
论:Zn-6%Al 和 Zn-6%Al-3%Mg 合金镀层形成初期,扩散通道沿共轭线 tie-line
穿过合金成分液相与 Fe-Al 化合物构成的两相区,进入 Fe-Al 化合物的单相区,
使得一定时间内铁基上形成连续层状致密的 Fe-Al 合金层,而 Mg 的加入阻碍了
扩散通道随着时间延长逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,减少了锌液进
入合金层,稳定了合金层。Zn-6%Al-3%Mg 镀层合金层随着时间延长而增厚,合
金层的生长呈抛物线规律,主要受扩散反应控制。
锌池中 Mg 的加入量在 3%以内时,Zn-6%Al 合金镀层凝固过程为:先出现
初生富 Al 的 fcc 相,随后富 Zn 的 hcp 相作为第二相在镀层中形核生长,当液相
成分到达共晶点成分后发生共晶转变,生成了 Zn/Al/MgZn2 三元共晶。镀层中
Mg 含量在 3%~4%之间,凝固生成的第二相为 MgZn2 而不再是 Zn-hcp;当 Mg
超过 4%,凝固过程中 MgZn2 作为初生相率先在镀层中形核,第二相为 Al-fcc,
最后发生共晶反应生成 Zn/Al/ Mg